ブラックボックスモデルが電力網シミュレーションを進化(Research reveals hidden gifts of the ‘black box’ for modeling grid behavior)

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2025-05-06 オークリッジ国立研究所(ORNL)

ブラックボックスモデルが電力網シミュレーションを進化(Research reveals hidden gifts of the ‘black box’ for modeling grid behavior)
ORNL’s “black box” grid modeling method protects proprietary information about the inner workings of equipment while providing an accurate simulation of grid behavior at least 10 times faster than conventional methods. Credit: Andy Sproles/ORNL, U.S. Dept. of Energy

米国エネルギー省のオークリッジ国立研究所(ORNL)の研究チームは、電力グリッドの挙動を高精度かつ高速にシミュレーションする新たな「ブラックボックス」モデリング手法を開発しました。この手法は、機器内部の詳細な情報を必要とせず、機械学習を用いてインバータなどの電力電子機器の動作を正確に再現します。従来の方法と比較して10〜20倍の速度で動作し、平均誤差率は5%未満と、業界標準を上回る精度を実現しています。また、オープンソースソフトウェアとして提供され、異なるベンダーの機器にも対応可能です。この技術により、電力会社や機器メーカーは、詳細な内部情報を共有することなく、新しい制御設計や保護機能の評価が可能となり、製品開発の迅速化やグリッドの信頼性向上に寄与すると期待されています。

<関連情報>

ディープラーニングに基づく三相電圧源インバータの動的モデリング Deep Learning-Based Dynamic Modeling of Three-Phase Voltage Source Inverters

Sunil Subedi; Liang Qiao; Yonghao Gui; Yaosuo Xue; Francis Tuffner; Wei Du
2024 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition  Date Added to IEEE Xplore: 10 February 2025
DOI:https://doi.org/10.1109/ECCE55643.2024.10861015

Abstract

Inverter-based resource (IBR) models are necessary to analyze modern power system stability and create effective control strategies. Modeling IBRs in converter-rich power systems is crucial, yet challenging due to the lack of commercial information on converter topologies and control parameters. This paper proposes novel convolutional neural network (CNN)–based data-driven techniques for modeling IBRs, addressing adaptability and proprietary concerns without requiring internal system physics knowledge. The proposed method is tested using real grid-tied commercial IBR transient data and demonstrates effectiveness and accuracy. Furthermore, the developed modeling approach is integrated and implemented in the open-source power distribution simulation and analysis tool, GridLAB-D, to illustrate the potentiality of dynamic analysis of large-scale power systems with high IBRs.

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